Etude sur le système d'atomisation par pulvérisation hydraulique comme nouvelle ressource

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 21814 (2022) Citer cet article

752 accès

Détails des métriques

Cette étude présente le système d’atomisation par pulvérisation hydraulique (HS) comme nouvelle méthode de teinture-finition continue économe en ressources pour les tissus en laine. Ici, le tissu en laine a été teint et fini en utilisant des colorants et des finitions commerciales selon la méthode HS en une ou deux étapes. Les résultats obtenus à partir de l'intensité de la couleur (K/S), de la différence de couleur (ΔECMC) et de l'analyse de la solidité des couleurs ont présenté l'appréhension de la méthode HS dans la teinture de tissus en laine avec différents GSM et colorants. Les performances de finition du tissu en laine ont été mesurées par analyse de l’angle de contact avec l’eau. L'analyse montre que les performances de finition de la méthode HS étaient substantielles pour atteindre un angle de contact avec l'eau aussi élevé que 145° tout en conservant une grande solidité au lavage et à l'abrasion. Entre la méthode HS en une étape et en deux étapes, la méthode en une étape a montré de meilleures performances avec une efficacité élevée des ressources par rapport à la méthode en deux étapes. Les résultats de l'analyse statistique ne montrent aucune signification statistique du poids du tissu, du type de teinture et des finitions pour les performances de la nouvelle méthode HS, qui est cruciale pour la mise en œuvre industrielle à grande échelle et la mise à l'échelle de ce processus. Les conclusions de ce rapport sont d’une grande importance car elles présentent une alternative plus écologique aux méthodes conventionnelles de teinture et de finition des tissus en laine, gourmandes en ressources.

L'atomisation est essentiellement le processus de conversion d'un liquide en vrac en petites gouttes. Il s'agit d'une perturbation de l'influence consolidatrice de la tension superficielle provoquée par l'action de forces internes et externes. L'atomisation par pulvérisation est la transformation d'un liquide en un spray de fines particules1. Ce processus est largement utilisé lors de la distribution de matériaux sur une surface contrôlée dans divers domaines en raison de son contrôle élevé sur le processus, de sa faible génération de déchets et de sa facilité d'utilisation. La pulvérisation est le moyen d’application de pesticides le plus largement utilisé pour lutter contre les ravageurs dans l’agriculture et la foresterie2. Récemment, la technologie de pulvérisation hydraulique a attiré l'attention de nombreux chercheurs en fonctionnalisation des textiles en raison de sa faisabilité, de sa durabilité et de ses avantages économiques3,4,5. Li, Arumugam et coll. (2020) ont signalé une cellule solaire organique entièrement enduite par pulvérisation, fabriquée directement sur un tissu en coton polyester standard6. Samanta et Bordes (2020) ont proposé une méthode de préparation de textiles conducteurs par pulvérisation de dispersions de graphène à base d'eau7. Sadanandan, Bacon et coll. (2020) ont rapporté que le revêtement par pulvérisation de graphène sur les tissus textiles apparaît comme l'une des techniques les plus prometteuses pour surmonter les limites des structures irrégulières et grossières des tissus textiles8. Le revêtement par pulvérisation est un procédé potentiel pour réaliser des films plus fins sur les textiles. Sur cette base, la technologie de pulvérisation peut constituer une alternative reconnue au processus de revêtement par centrifugation et de dépôt sans contact, par opposition, par exemple, à la sérigraphie. Le revêtement par pulvérisation bénéficie également d’une gamme plus large de paramètres rhéologiques acceptables par rapport à l’impression numérique, ce qui limite strictement ces propriétés.

Le système de pulvérisation hydraulique est un processus continu qui pulvérise largement le matériau souhaité dans le tissu à travers un atomiseur9. Dans ce système, il n’est plus nécessaire de préparer d’importants dépôts de produits chimiques. De plus, lors du traitement, il n’y a pas d’interaction physique et chimique (comme c’est le cas avec les méthodes conventionnelles) qui protègent les caractéristiques inhérentes du matériau traité10. De plus, le processus réduit les rejets de déchets car aucun ou moins de produits chimiques sont nécessaires par rapport aux méthodes conventionnelles, ce qui entraîne une réduction de la consommation d'énergie et d'autres ressources dans les processus ultérieurs de gestion/traitement des déchets11,12.

À l’heure actuelle, les aspects de durabilité en termes de processus de production constituent une préoccupation majeure dans les industries de transformation textile à l’échelle mondiale. Parmi les nombreux défis posés par les processus textiles conventionnels, l'insensibilité aux ressources, la production de déchets et la consommation d'eau douce sont les plus cruciaux qui nécessitent une solution robuste et immédiate. Plusieurs méthodes avancées telles que la teinture à l'ammoniac liquide13, la teinture fluide supercritique14, la teinture avec agents de réticulation15, la teinture en mousse16 et la teinture à base de nanoparticules17 et ainsi de suite18 ont été introduites depuis de nombreuses années, mais la plupart de ces technologies n'ont pas quitté l'environnement de laboratoire en raison du manque de connaissances. intérêt de la communauté commerciale concernée car ces processus impliquent et/ou impliquent des inconvénients liés au coût d'installation, à la faible polarité, au processus par lots de faible capacité, à la disposition verticale, à la distribution de fluide non homogène, à l'accumulation de produits chimiques, au processus de fonctionnement peu fiable, etc.14,19, 20.